FR2870317A1 - Dispositif de stabilisation - Google Patents

Abstract

Ce dispositif de stabilisation comporte un premier parallélogramme (2) articulé, un bloc central (4) et un second parallélogramme (2) articulé, les deux parallélogrammes (2) articulés étant montés de part et d'autre du bloc central (4).Chaque parallélogramme (2) est équipé d'un ressort à gaz (26) tendant à aplatir le parallélogramme (2) correspondant.Application à la stabilisation de caméras ou autres.

Description

La présente invention concerne un dispositif de stabilisation.

Dans le domaine du cinéma, un tel dispositif peut être notamment utilisé par un opérateur lorsqu'il effectue un tournage pour porter sa caméra. Ce dispositif se fixe par exemple sur un harnais porté par un opérateur, par exemple au niveau de la ceinture de ce harnais, et sert de support à la caméra. Il permet alors de stabiliser la caméra lors d'un déplacement de l'opérateur.

Un tel dispositif de stabilisation peut aussi être utilisé lorsque la caméra est fixée sur un véhicule pour la stabiliser, notamment lors d'un déplacement du véhicule.

D'autres applications en dehors du domaine du cinéma sont également envisageables. Un tel dispositif de stabilisation peut être aussi utilisé pour faire de la stabilisation de tir, notamment lorsque le tireur est en mouvement, à pied ou à bord d'un moyen de déplacement quelconque (voiture, navire, avion ou hélicoptère, etc. ). Ce dispositif sert alors de support à l'arme utilisée par le tireur.

Dans le domaine cinématographique, le document FR-2 292 993 révèle un dispositif stabilisateur pour une caméra tenue à la main. Ce dispositif se présente sous la forme de bras supports, disposés l'un à la suite de l'autre, chaque bras se présentant comme un parallélogramme articulé à ressorts. Un bloc central est placé entre les deux bras articulés. Des ressorts hélicoïdaux d'équilibrage sont montés presque selon une diagonale des parallélogrammes, de part et d'autre des deux bras du dispositif. Des raideurs différentes des ressorts sont choisies selon le bras sur lequel les ressorts sont montés. Un cinquième ressort est également prévu sur un bras, entre les deux ressorts d'équilibrage correspondants.

Ce dispositif permet d'isoler une caméra de l'opérateur qui la porte et de lui procurer une suspension flottante, de manière à la rendre indépendante des mouvements de l'opérateur qui peut alors utiliser ses mains uniquement pour manipuler sa caméra.

Toutefois, les ressorts utilisés sont dimensionnés en fonction de la masse de la caméra correspondante. Plus la masse de l'ensemble suspendu varie par rapport à la masse prévue initialement lors du dimensionnement des ressorts, plus les performances du dispositif en termes de stabilisation se dégradent.

Un perfectionnement d'un tel dispositif de stabilisation est proposé dans le document WO-99/02801. On retrouve dans ce document une structure composée de deux bras articulés montés l'un à la suite de l'autre de part et d'autre d'un bloc central. Ce document propose de munir une telle structure de cartouches, chacune de celle-ci contenant un ressort de compression.

Un tel dispositif permet de s'adapter à la charge de la caméra car les tensions des ressorts dans les cartouches sont réglables. Toutefois la latitude de réglage est relativement faible. Ainsi lorsqu'on utilise des caméras de masse sensiblement différentes, il convient de changer les cartouches contenant les ressorts. Un tel dispositif de stabilisation est commercialisé avec deux jeux de cartouches: un jeu pour une utilisation avec une charge légère et un jeu pour une utilisation avec une charge lourde. Pour une charge intermédiaire, il est possible de panacher dans chaque bras les cartouches en équipant chacun d'eux d'une première cartouche d'un premier type et d'une seconde cartouche de l'autre type.

Un tel bras de stabilisation permet de mieux s'adapter à la charge mais n'est destiné qu'à un nombre limité de charges distinctes. Lorsque la charge portée par le bras de stabilisation varie, il convient de changer au moins deux des quatre cartouches qui l'équipent. II faut alors toujours avoir avec soi les autres cartouches quand on souhaite utiliser plusieurs caméras de masses sensiblement différentes.

En outre, ce bras de stabilisation de l'art antérieur est prévu pour recevoir une caméra d'un poids minimal de plusieurs kilogrammes. II ne convient donc pas pour des charges plus légères de l'ordre du kilogramme ou de quelques centaines de grammes. Enfin, la charge maximale admissible est également limitée.

Un autre inconvénient du dispositif proposé dans le document 25 WO99/02801 est que les cartouches apportent à l'ensemble du bras un surpoids qui doit être porté par l'opérateur.

La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif de stabilisation aussi léger que possible. De préférence, ce dispositif pourra accepter des charges variables avec des masses pouvant se trouver dans une large plage de masses tout en garantissant une bonne stabilisation. Enfin, le dispositif selon l'invention sera avantageusement facile d'utilisation.

À cet effet, l'invention propose un dispositif de stabilisation comportant un premier parallélogramme articulé, un bloc central et un second parallélogramme articulé, les deux parallélogrammes articulés étant montés de part et d'autre du bloc central.

Selon l'invention, chaque parallélogramme est équipé d'un ressort à gaz tendant à aplatir le parallélogramme correspondant. On entend ici par ressort à gaz un ressort utilisant un gaz, de l'azote par exemple mais aussi éventuellement un autre gaz, voire de l'air, placé dans une chambre sous une pression variable pour exercer une force de rappel.

L'utilisation d'un ressort à gaz permet, en ajustant la pression à l'intérieur du ressort, de s'adapter à des charges variables. La force exercée par un tel ressort est, pour un encombrement similaire, supérieure à celle obtenue par un ressort hélicoïdal classique. II est ainsi possible de ne prévoir qu'un seul ressort par parallélogramme. Le poids du dispositif s'en trouve ainsi réduit.

Pour s'adapter au mieux à la charge supportée par le dispositif de stabilisation, la pression à l'intérieur du ressort à gaz est avantageusement variable.

Pour simplifier le montage du dispositif, lorsque chaque parallélogramme comporte quatre axes parallèles définissant les quatre sommets du parallélogramme, alors on peut prévoir qu'une extrémité du ressort à gaz est montée pivotante à l'un desdits axes. Dans cette forme de réalisation, quand chaque parallélogramme est un parallélogramme allongé comportant deux grands côtés et deux petits côtés, et quand les petits côtés sont constitués chacun d'une pièce d'extrémité qui porte deux axes parallèles, alors l'une des pièces d'extrémité d'un parallélogramme porte de préférence un troisième axe, parallèle aux deux autres axes portés par cette pièce d'extrémité et disposé entre ces deux axes. On obtient de la sorte un montage peu encombrant du ressort à gaz.

Dans une forme de réalisation préférée, le ressort à gaz du dispositif de stabilisation selon l'invention comporte un corps cylindrique renfermant un gaz sous pression, une tige centrale longitudinale tubulaire coulissant à l'intérieur du corps cylindrique ainsi qu'une valve montée sensiblement à l'extrémité libre de la tige centrale en communication avec le gaz sous pression dans le corps cylindrique. Avec un tel ressort à gaz, il est facile de modifier la pression à l'intérieur du ressort et ainsi de s'adapter à toute charge.

Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel: La figure 1 représente un parallélogramme d'un dispositif de stabilisation selon l'invention, La figure 2 représente un ressort à gaz utilisable dans un dispositif de stabilisation selon l'invention, Les figures 3 et 4 montrent un parallélogramme d'un dispositif selon l'invention dans deux positions différentes, et La figure 5 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif selon l'invention.

Un dispositif de stabilisation selon l'invention comporte deux parallélogrammes 2 tels par exemple celui représenté sur la figure 1. Ces deux parallélogrammes sont mis l'un à la suite de l'autre, avec interposition d'un bloc central 4 comme représenté sur la figure 5.

Le parallélogramme 2 de la figure 1 est un parallélogramme allongé présentant deux petits côtés et deux grands côtés. Chaque côté du parallélogramme est articulé par rapport à un côté voisin par l'intermédiaire d'un axe 6, 8, 10 et 12. Ces quatre axes sont parallèles et forment les quatre coins du parallélogramme 2.

Les petits côtés du parallélogramme 2 sont constitués chacun d'une pièce d'extrémité 14 et 16. Dans le cas de la figure 1, la pièce d'extrémité 14 est conformée pour recevoir une charge, telle par exemple une caméra (non représentée). L'autre pièce d'extrémité 16 de la figure 1 est adaptée pour recevoir le bloc central 4.

Chacune des pièces d'extrémité 14, 16 présente ainsi d'une part une base 18 comportant des paliers pour recevoir deux axes (6 et 8 ou bien 10 et 12) et d'autre part deux pattes 20 parallèles pour recevoir un axe perpendiculaire aux axes portés par la base 18 correspondante mais parallèle au plan dans lequel se trouvent ces deux axes.

Les grands côtés du parallélogramme sont formés chacun par une pièce profilée. Sur la figure 1, les deux pièces profilées sont différentes l'une de l'autre. Elles présentent chacune une section transversale sensiblement en U. La pièce profilée supérieure 22 (l'orientation est choisie en fonction de la représentation sur la figure 1) présente par rapport à la pièce profilée inférieure 24 des branches plus longues. De cette manière, la pièce profilée supérieure 22 peut loger un ressort à gaz 26 comme celui représenté sur la figure 2.

Le ressort à gaz 26 de la figure 2 comporte un corps cylindrique 28. Ce dernier est fermé à l'une de ses extrémités par un couvercle 30 qui porte un oeillet de fixation 32. À son autre extrémité, le corps cylindrique 28 est fermé par un dispositif de guidage et d'étanchéité 34. Ce dernier permet le guidage d'une tige 36 tubulaire pouvant coulisser à étanchéité dans le corps cylindrique 28. Le déplacement maximal de cette tige 36 définit pour le ressort à gaz 26 une course qui correspond à la variation de longueur maximale du ressort à gaz 26.

L'extrémité libre de la tige 36 est munie d'une valve 38 par laquelle il est possible de modifier la pression de l'air se trouvant à l'intérieur du corps cylindrique 28. Une simple pompe, de type pompe à vélo, peut être utilisée ici pour augmenter la pression à l'intérieur du corps cylindrique 28. Cette pression varie par exemple de 0 à 30 bars (par rapport à la pression ambiante). La valve 38 peut aussi être utilisée pour laisser l'air s'échapper hors du ressort à gaz 26. En agissant ainsi sur la pression de l'air à l'intérieur du ressort à gaz 26, la raideur de celui-ci peut être adaptée.

Le ressort à gaz 26 est monté entre d'une part la pièce profilée supérieure 22 et d'autre part la pièce d'extrémité 16. Les points de fixation du ressort à gaz 26 se trouvent à l'extérieur du parallélogramme et le ressort à gaz 26 exerce sur le parallélogramme 2 correspondant une force de rappel tendant à l'aplatir, c'est-à-dire à rapprocher au maximum les deux grands côtés du parallélogramme, soit dans le cas présent à faire venir en contact la pièce profilée supérieure 22 avec la pièce profilée inférieure 24.

Dans la forme de réalisation de la figure 1, l'ceillet 32 du ressort à gaz 26 est monté sur un axe 40 porté par la pièce d'extrémité 16. Cet axe 40 est parallèle et coplanaire aux axes 10 et 12 portés par cette pièce d'extrémité 16. II se trouve à l'extérieur des axes 10 et 12.

L'extrémité libre de la tige 36 du ressort à gaz 26 est quant à elle maintenue dans des encoches 42 réalisées dans la pièce profilée supérieure 22 du côté opposé à la pièce d'extrémité 16. L'extrémité de la tige 36 est munie de tourillons 44 qui s'étendent transversalement et qui viennent s'accrocher dans les encoches 42 de forme correspondante. La valve 38 est accessible grâce à une échancrure réalisée dans la pièce profilée supérieure 22.

Un dispositif de stabilisation selon l'invention comporte par exemple deux parallélogrammes 2 tels celui représenté sur la figure 1. Ces deux parallélogrammes sont alors mis l'un à la suite de l'autre de part et d'autre d'un bloc central 4, comme représenté sur la figure 5 avec des parallélogrammes d'un type différent. Une extrémité du dispositif de stabilisation ainsi réalisé est alors destinée à porter une charge, telle par exemple une caméra tandis que l'autre extrémité est munie de moyens de fixation sur un support, par exemple un harnais destiné à être porté par un opérateur.

Les figures 3 à 5 montrent une variante de réalisation préférée d'un parallélogramme pour la réalisation d'un dispositif de stabilisation selon l'invention. Ces figures reprennent des références utilisées sur les figures 1 et 2 pour désigner des éléments similaires.

On retrouve ainsi sur ces figures 3 à 5 des parallélogrammes 2, un bloc central 4, des axes 6, 8, 10 et 12, deux pièces d'extrémités 14 et 16 avec chacune une base 18 et des pattes 20, et un ressort à gaz 26 identique au ressort à gaz de la figure 2.

Les pièces profilées supérieure et inférieure de la figure 1 sont remplacées ici par des barres de liaison 46. Deux barres de liaisons 46 sont prévues à chaque fois entre deux axes 6 et 12, et 8 et 10, d'un grand côté du parallélogramme 2. Les pièces d'extrémités 14 et 16 sont prises en sandwich entre deux paires de barres de liaison 46 mais pour des raisons de clarté, seule l'une de ces paires est représentée. Un carénage, non représenté, peut bien entendu être prévu autour de chaque parallélogramme 2.

Dans la forme de réalisation préférée des figures 3 à 5, le ressort à gaz 26 est monté de la manière suivante. L'une de ses extrémités est montée sur un premier axe formant un axe d'articulation du parallélogramme 2 tandis que son autre extrémité est montée sur un axe disposé entre les deux axes du petit côté opposé au petit côté du premier axe.

Dans la forme de réalisation des figures 3 et 4, l'axe 6 porte l'extrémité de la tige 36 du ressort à gaz 26. Cette extrémité est par exemple munie d'un oeillet (non visible au dessin) semblable à l'ceillet 32 associé au couvercle 30.

L'oeillet 32 du couvercle 30 est monté sur un axe 40' qui est disposé entre les axes 10 et 12 de la pièce d'extrémité 16. Cet axe 40' se trouve sensiblement à égale distance des deux axes 10 et 12. Comme l'axe 40, cet axe 40' est parallèle aux axes 10 et 12 et est également monté sur la base 18 de la pièce d'extrémité 16.

La figure 3 montre ce parallélogramme 2 en position de repos. La tige 36 du ressort à gaz 26 est sortie au maximum. Les grands côtés du parallélogramme sont rapprochés l'un de l'autre. La position relative des barres de liaison 46 peut être déterminée par la course maximale de la tige 36 hors du ressort à gaz 26. II est également envisageable de prévoir des butées mécaniques pour limiter la sollicitation sur le ressort à gaz 26.

Dans la position de la figure 4, le parallélogramme 2 prend la forme d'un rectangle. Une charge est alors appliquée sur la structure. La tige 36 du ressort à gaz 26 est rentrée dans le corps cylindrique 28 par rapport à la position de la figure 3. Compte tenu de la pression régnant dans ce corps, la tige 36 a tendance à ressortir du corps cylindrique 28. La force exercée par cette tige sur la structure dépend essentiellement de la pression dans le ressort à gaz 26 et du diamètre de la tige 36 mais aussi des frottements internes du dispositif.

La figure 5 montre deux parallélogrammes 2 tels celui des figures 3 et 4 montés de part et d'autre du bloc central 4.

Le bloc central 4 est une pièce de forme sensiblement carrée. Deux côtés opposés de ce carré sont munis chacun de deux pattes 48. Ces dernières sont placées sensiblement aux deux extrémités du côté auquel elles sont rattachées et sont toutes quatre parallèles. Chaque patte 48 présente un alésage de manière à former un palier pour un axe de liaison 50.

Les parallélogrammes 2 sont chacun montés sur le bloc central 4 à l'aide d'un axe de liaison 50 qui traverse chaque fois deux pattes 20 d'une pièce d'extrémité 14 ou 16 et deux pattes 48 du bloc central. L'axe de liaison 50 est perpendiculaire aux axes 6, 8, 10 et 12 du parallélogramme 2 correspondant.

Le bloc central 4 reçoit d'un côté une pièce d'extrémité 14 et de l'autre côté une pièce d'extrémité 16. De cette manière, les deux parallélogrammes 2 sont montés l'un à la suite de l'autre (et non pas l'un face à l'autre).

Sur la figure 5, la pièce d'extrémité 14 du parallélogramme 2 se trouvant à gauche est munie de moyens permettant la fixation du dispositif de stabilisation à une ceinture d'un opérateur. La pièce d'extrémité 16 du parallélogramme 2 se trouvant à droite est quant à elle munie de moyens permettant de porter une caméra. Il est tout à fait envisageable d'équiper le dispositif de stabilisation d'une autre charge. On peut par exemple équiper le dispositif de stabilisation selon l'invention d'un support pour une tête 2D ou 3D gyroscopée. Dans un domaine technique autre que celui du cinéma, le dispositif de stabilisation peut par exemple servir de support à une arme pour stabiliser celle-ci lors d'un tir, notamment un tir réalisé à partir d'un véhicule en mouvement.

Le dispositif de stabilisation décrit ci-dessus peut facilement s'adapter à la charge qu'il porte. En effet, d'un simple coup de pompe ou d'un simple dégonflage, la pression à l'intérieur des ressorts à gaz est adaptée de manière à obtenir la suspension souhaitée de la charge. II est possible de prévoir sur chaque ressort à gaz un manomètre. Ce dernier peut être gradué en hPa (ou autre unité de pression) mais on peut aussi le graduer en kg. De cette manière, si la masse de la charge est connue, il suffit d'ajuster la pression dans les ressorts à gaz de telle sorte que les manomètres indiquent la masse de la charge.

Grâce à la grande plage de pressions acceptées par les ressorts à gaz, les charges pouvant être stabilisées peuvent prendre quasiment toutes les valeurs: de quelques centaines de grammes à une trentaine de kilogrammes (au-dessus, la charge est difficilement portable par un opérateur).

Le poids d'un dispositif de stabilisation selon l'invention peut être réduit. Seuls deux ressorts à gaz sont nécessaires. Ces ressorts ont une masse inférieure à celle des cartouches à ressort de l'art antérieur et de plus ici seuls deux ressorts sont nécessaires alors que quatre cartouches à ressort sont nécessaires dans certains dispositifs de l'art antérieur.

II est toutefois possible de prévoir aussi quatre ressorts à gaz ans un dispositif selon l'invention, par exemple un dispositif de stabilisation utilisant deux parallélogrammes tels celui représenté sur la figure 1. Dans ce cas, les charges admissibles par le dispositif de stabilisation peuvent être très importantes. Pour des charges importantes de plusieurs dizaines de kilogrammes, il convient même de renforcer la structure des parallélogrammes pour que ceux-ci ne se déforment pas sous la contrainte exercée par cette charge.

Le fait de ne prévoir que deux ressorts permet également d'avoir un dispositif de stabilisation compact. Ce gain de volume permet également d'obtenir un gain en poids car il permet de diminuer la masse de l'habillage du dispositif.

Tous ces avantages tendent également à diminuer le prix de revient du dispositif de stabilisation. En effet, le fait de ne prévoir que deux ressorts à gaz permet de limiter le coût du dispositif. La structure du dispositif est également simplifiée car il suffit de prévoir le montage de deux ressorts et non pas quatre (ou plus).

La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de stabilisation comportant un premier parallélogramme (2) articulé, un bloc central (4) et un second parallélogramme (2) articulé, les deux parallélogrammes (2) articulés étant montés de part et d'autre du bloc central (4), caractérisé en ce que chaque parallélogramme (2) est équipé d'un ressort à gaz (26) tendant à aplatir le parallélogramme (2) correspondant.

2. Dispositif de stabilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression à l'intérieur du ressort à gaz (26) est variable.

3. Dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque parallélogramme (2) comporte quatre axes (6, 8, 10, 12) parallèles définissant les quatre sommets du parallélogramme (2), et en ce qu'une extrémité du ressort à gaz (26) est montée pivotante à l'un desdits axes (6).

4. Dispositif de stabilisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque parallélogramme (2) est un parallélogramme allongé comportant deux grands côtés et deux petits côtés, en ce que les petits côtés sont constitués chacun d'une pièce d'extrémité (14, 16) qui porte deux axes parallèles, et en ce que l'une des pièces d'extrémité (16) d'un parallélogramme (2) porte un troisième axe (40; 40'), parallèle aux deux autres axes (10, 12) portés par cette pièce d'extrémité (16) et disposé entre ces deux axes (10, 12).

5. Dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort à gaz (26) comporte un corps cylindrique (28) renfermant un gaz sous pression, une tige (36) centrale longitudinale tubulaire coulissant à l'intérieur du corps cylindrique (28) ainsi qu'une valve (38) montée sensiblement à l'extrémité libre de la tige (36) centrale en communication avec le gaz sous pression dans le corps cylindrique (28).